使用热电（TE）材料的Peltier设备有望用于5G和下一代通信技术中的精确温度管理。这一需求推动了开发高性能Bi₂Te₃基合金的研究。

近日，清华大学李敬锋教授，Jun Pei通过在(Bi,Sb)₂Te₃中简单地加入BiI₃和Zn的混合物作为Te和Bi位的掺杂剂，显著提高了TE性能。

文章要点

1）有趣的是，BiI₃的加入对掺杂的影响不大，但它引入了许多纳米级的气孔，有效地降低了导热系数。加入微量BiI₃后，电输运性能恶化不明显，进一步提高了ZT值。此外，Bi位的阳离子掺杂改善了材料的电导率，防止了过量的阴离子掺杂引起的电势劣化。另外，研究人员观察到中性的锌缺陷以缺陷簇的形式出现在纳米孔的内表面，这可能进一步降低了晶格的热导率。

2）在热学和电学性质的协同作用下，ZT值在348 K时显著提高到1.55，测得TE转换效率为5.2%。因此，本工作提供了一种制备高性能(Bi,Sb)₂Te₃基合金的简便方法，该方法也适用于其他TE材料。

参考文献

Hua-Lu Zhuang, et al, High ZT in p-Type Thermoelectric (Bi,Sb)₂Te₃ with Built-in Nanopores, Energy Environ. Sci., 2022

DOI: 10.1039/D2EE00119E

https://doi.org/10.1039/D2EE00119E